Κατασκευή ψηφιακού σεισμογράφου με arduino-15 Γυμνάσιο ΛΑΡΙΣΑΣ

1. BLOGGER : https://seismografos15gymnlar.blogspot.com/

2.ΣΚΟΠΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

Να γνωρίσουν οι μαθητές τις αιτίες δημιουργίας των σεισμών, τα στοιχεία ενός σεισμού (εστία, επίκεντρο, σεισμικά κύματα κτλ) και την κλίμακα Richter μέτρησης μεγέθους σεισμών.
Η  κατανόηση του μηχανισμού με τον οποίο λειτουργεί ένας

Σεισμογράφος, τα είδη των κυματων P(primary) & S (Secondary) και στη συνέχεια την κατασκευή ενός ψηφιακού σεισμογράφου με τη χρήση αισθητήρων  επιτάχυνσης κ της προγραμματισμένης πλακέτας ARDUINO.

 Να κατανοήσουν ότι η πρόληψη και αντιμετώπιση των επιπτώσεων των σεισμών είναι συλλογική προσπάθεια.
Να ευαισθητοποιηθούν σε θέματα προστασίας από σεισμό που αφορούν στις ευάλωτες κοινωνικές ομάδες του πληθυσμού.
Να αναπτύξουν δεξιότητες συνεργασίας, επικοινωνίας και αποδοχής.
Να ενισχυθεί η αυτονομία και η κριτική τους ικανότητα.
Να μάθουν να ερευνούν, να συνδυάζουν και να συνθέτουν γνώσεις και πληροφορίες.

3. Τροπος διεξαγωγής μαθημάτων

Το μάθημα έγινε με το μοντέλο της Αντεστραμμένης Μάθησης. Όλες οι εργασίες έγιναν στο σχολείο, όμως η «θεωρία» -παράδοση του μαθήματος έγινε στο σπίτι των μαθητών με αξιοποίηση βίντεο και άλλου ψηφιακού υλικού μέσω της e-class. Στη συνέχεια, δόθηκε χρονικο πλαίσιο ώστε όλοι να παραδόσουμε τις εργασίες μας,χωρίς καθυστερήσεις.

4.1 ΟΜΑΔΕΣ

 Δημιουργήσαμε δύο ισοδύναμες ομάδες, των 6 παιδιών, που ο καθένας είχε το ρόλο του. Στην κάθε ομάδα, υπήρχε ο αρχηγός της ομάδας από την  γ γυμνασιου, κ από την Α γυμνασίου, ο υπεύθυνος των ανακοινώσεων συμπερασμάτων στην τάξη, και οι βοηθοί. Τα παιδιά λόγο της βιωματικής φετινής  εμπειρίας τους με το σεισμό στο Δαμάσι-Λαρισας θέλησαν να συμμετάσχουν στην κατασκευή με σκοπό να λύσουν τις απορίες τους καθώς και να αντιμετωπίσουν τους φόβους τους.

4.2      Η ιστορία μας, 13.03.2021

Στις 3 Μαρτίου, ημέρα Τεταρτη , στις 12 το μεσημερι, βιώσαμε την επίσκεψη του σεισμού. Ευτυχώς βοηθησαν οι ασκησεις εκκενωσης του σχολείου μας ,που είχαν γίνει αρκετες , τον προηγούμενο καιρο.

ΟΧΙ ΠΑΝΙΚΟΣ! Στη συνέχεια, κατά  την περίοδο της καραντίντας οι θεωρία μετα από καθοδηγηση μελετηθηκε από το σπίτι.

Στις επομενες ημέρες σε τηλεδιασκεψη, ρωτησα  τα παιδιά να μου πουν  τις εμπειρίες τους σχετικά με το σεισμό, αυτά που βίωσαν, τι άκουσαν, τι είδαν, αν φοβήθηκαν, τι αισθάνθηκαν. Ακούσα και κατέγραψα τα λόγια των παιδιών. Μέσα από διάφορες ερωτήσεις στα παιδιά τους ζητήσα να μας μιλήσουν και να μας περιγράψουν αναλυτικά τι γνώριζαν για το θέμα. Προεκυψαν  τα παρακατω ερευνητικα ερωτηματα τα οποία απαντήθηκα κάνοντας στην ομάδα τους εργασία.

4.3 Ερωτήματα:

Πώς καταλάβατε ότι έγινε σεισμός;
Είχατε ακούσει κάτι για τους σεισμούς;
Πού βρισκόσασταν τη στιγμή που έγινε ο σεισμός;
 Πώς μάθατε ότι έγινε στο Δαμάσι Λάρισας ( από τους γονείς , την τηλεόραση, τον υπολογιστή);  
Τι κάνατε την ώρα του σεισμού και τί νομίζετε ότι έκαναν οι άλλοι άνθρωποι;
Ξέρατε ότι θα γίνει σεισμός;
Τι είναι ο σεισμός;
Γιατί δημιουργούνται οι σεισμοι
Πως μετραμε την έντασή του
Τι είναι τα σεισμικά κύματα (διαμηκη P κ εγκαρσια S)
Τι είναι και πως λειτουργεί ο σεισμογραφος

-  Επιστροφή στα σχολεία Δευτερα 10 Μαιου

4.4.1

 1ο πειραμα

Προσομοίωση  KYMATΩΝ

 Προσομοίωση διαμηκών και εγκάρσιων κυμάτων και συνδυασμός αυτών, χρησιμοποιώντας ένα μεγάλο και μαλακό ελατήριο (παιγνίδι), ιδέα από το σχολικό βιβλίο Φυσικής της Γ Γυμνασίου.

Στην αυλή του σχολείου, σε πείραμα με το ελατηριο.

4.4.2 – 2ο πείραμα: Κατασκευή κύματος με ξυλάκια και καραμέλες.

Κρίσιμο ρόλο διάδοσης του κύματος είναι η μάζα  ( , όπου μ=μάζα , όπου  τέντωμα).

Συμπέρασμα:

Παρατηρήσαμε τα όροι και τις κοιλάδες των κυμάτων.
Η ταχύτητα του κύματος ,αυξήθηκε στο κομμάτι που αφαιρέθηκαν οι καραμέλες!

4.4.3 -Κατασκευή σεισμογράφου με χρήση γεώφωνου

Κάναμε χρήση ανακυκλώσιμων υλικών για την κατασκευή σεισμογράφου με υλικά όπως ηχείο παλιό σε χρήση γεώφωνου και ακουστικά τηλεφώνου παλιά και χρησιμοποιώντας το λογισμικό Audacity.

Χρησιμοποιήσαμε πληροφορίες από την ιστοσελίδα και το παρακάτω πείραμα με τις σφαίρες: http://www.scienceinschool.org/2012/issue23/earthquakes/greek#w6

Το πείραμα απαιτούσε ησυχία γιαυτό το καναμε αρκετες φορές ώστε να γραφονται μονο οι δονησεις.

Προκαλέσαμε δονήσεις ρίχνοντας μια μπάλα   από διαφορετικά ύψη, όπως 60cm , 30cm, 15cm παράγοντας διαφορετικές δυνάμεις ανακίνησης εδάφους. Το πλάτος του σήματος εξαρτάται από τη δύναμη που ασκείται στο έδαφος. Επίσης έπρεπε να ρίχνουμε στο ίδιο σημείο τη μπαλα μας.

Τα παιδιά συμπεράνανε ότι όσο περισσότερη ενέργεια απελευθερώνεται, τόσο περισσότερο δονείται το έδαφος!

Άρα, όσο μακρύτερα γίνεται ο «σεισμός», τόσο λιγότερο δονείται το έδαφος.

απόσταση

60cm

30cm

15cm

Ευρος σήματος

1m

O,5m

0,25m

Επειδή όμως παρατηρήθηκε ότι έγραφε όχι μόνο τις δονήσεις του εδάφους αλλά και τις ομιλίες μας, γιαυτό συνεχίσαμε και στο επομενο βήμα.

4.4.4 Xρήση Arduino

ΥΛΙΚΑ: Χρειαστήκαμε τα εξής υλικά τα οποία και παραγγείλαμε

Arduino Nano compatible CHS340 with Headers
Επιταχυνσιόμετρο & Γυροσκόπιο 3 Αξόνων IMU-MPU6050
Wire 4P for Stepper Motor 100cm
2 κόντρα πλακέ διαστάσεων 50*60

BLOGGER ΤΟΥ PROJECT: https://seismografos15gymnlar.blogspot.com/